Wijst een uniek geohydrologisch verschijnsel

Transcriptie

1 Wijst een uniek geohydrologisch verschijnsel Wat is wijs(t)heid? Door Ir. R. (Rimbaud) Lapperre en M. (Mark) Kerkhoff Inleiding Wellicht heeft u nog nooit van wijst gehoord. Dat kan! Zelfs de Dikke Van Dale biedt in dit geval geen uitkomst. Wijst is een zeldzaam geohydrologisch verschijnsel waarbij ijzerrijk grondwater langs diepe breuken in de ondergrond naar het oppervlak gestuwd wordt, om daar na een veelal langdurig ondergronds verblijf in sloten, greppels of tot in het maaiveld uit te treden. Het opgeloste ijzer oxideert vervolgens snel en slaat als ijzeroxide neer. De waterlopen krijgen daardoor een karakteristieke, limonadeachtige, oranje kleur. Wanneer wijstverschijnselen tot in het maaiveld optreden, kleurt ook de bovengrond (donker)oranje en is regelmatig sprake van ijzeroervorming. Niet alleen het verschijnsel wijst, maar ook de samenstelling van dit water is bijzonder. Als gevolg van de bijzondere samenstelling van het water heeft zich plaatselijk een unieke (water)vegetatie ontwikkeld. Ook de fauna wordt door de aanwezigheid van wijst (indirect) positief beïnvloed. Een digitale zoektocht naar wijstgebieden elders in Europa heeft geen resultaten opgeleverd. Het wijstverschijnsel verder ontleed Wijst mag niet verward worden met gewone kwel. Waar kwel vaak in de laagste of lagere delen van het landschap optreedt, is wijst juist gebonden aan de aanwezigheid van breuken in de ondergrond, zoals de Peelrandbreuk, en daarmee aan de hogere of hoogste delen in het landschap. In dit geval geldt de omgekeerde wereld hoog is nat en laag is droog omdat het grondwaterpeil voor de breuken hoger en na de breuken veel lager is. Dat maakt het verschijnsel wijst mede uniek. De breuk treedt hierbij als haarscherpe scheidslijn op. Omdat het vóór de breuken uittredende grondwater eeuwen oud kan zijn, in werkelijkheid is overigens sprake van een gevarieerde samenstelling van ouderdom, is het water erg schoon, kalkarm en kenmerkt zich door lage(re) concentraties aan voedingsstoffen zoals nitraten en fosfaten. Mede als gevolg van de lange verblijftijd van het water in de diepe(re) ondergrond heeft verrijking met ijzer en soms ook met andere metalen zoals nikkel plaatsgevonden. Deze metalen kunnen onder reductieve omstandigheden niet oxideren. Dat kan plotseling wel als dit grondwater met het zuurstof in de buitenlucht in aanraking komt. Vervolgens treden complexe chemische processen op waarbij onder meer ijzer, nikkel, fosfaat en nitraat gebonden kunnen worden en neerslaan. Olieachtige vliesjes op deze waterlopen duiden op de aanwezigheid van ijzerbacteriën. Figuur 1 Schematische weergave ontstaan van wijst (links) en foto van de Esperloop (rechts). 1 (5)

2 Historische beschouwing In 1958 verscheen het boek De Landbouwwaterhuishouding in de Provincie Noord- Brabant. Hierin wordt wijst beschreven als een bijzondere vorm van wateroverlast als gevolg van het geologische verschijnsel dat de Peelhorst door tektonische bewegingen werd opgeheven en dat ondoorlatende kleilagen op geringe diepte onder het maaiveld kwamen te liggen. In dit boek wordt verder gesteld dat het wijstverschijnsel moeilijk te verhelpen is. De aanleg van sloten in dergelijke gebieden stuit op de moeilijkheid dat de taluds snel inzakken. Tenslotte wordt opgemerkt dat door dezelfde oorzaak de plantengroei in de sloten haast niet te bestrijden is. Als mogelijke oplossing voor het destijds geschetste wijstprobleem wordt een enkelvoudige of samengestelde buizendrainage genoemd. Inmiddels, ruim een halve eeuw later, zijn veel wijstgebieden gedraineerd, zijn de bodem en de zich daarin bevindende ondoorlatende lagen mechanisch bewerkt, zijn geulen en greppels voor een versnelde waterafvoer gegraven en zijn breuken en steilranden met groot materieel te lijf gegaan. Tegelijkertijd heeft de afgelopen decennia, in algemene zin, een grondwaterstandsverlaging plaatsgevonden. Als gevolg van deze gezamenlijke effecten zijn oorspronkelijke wijstgebieden grotendeels opgedroogd of is de wijstintensiteit sterk afgenomen. Gelet op het zowel hydrologisch, aardkundig als voor wat betreft flora en fauna unieke karakter van wijstgebieden wordt op dit moment onderzoek gedaan naar de verspreiding van overgebleven wijstgebieden. Van elk van deze gebieden wordt een wijstclassificatie opgesteld en worden, in algemene zin, maatregelen geformuleerd om wijstherstel te kunnen realiseren. Daar waar mogelijk kan dan op termijn en middels een gerichte, locatiespecifieke aanpak wijstherstel plaatsvinden. In het kader van het Integraal GebiedsProgramma Bakel-Milheeze Noord (IGP) is voor het gebied Geneneind de afgelopen jaren uitgebreid geohydrologisch onderzoek verricht om de kansen voor wijstherstel in dit gebied te vergroten. De eerste, voorlopige, resultaten van dit onderzoek worden in dit artikel beschreven. Geneneind Het waarschijnlijk bekendste wijstgebied in Nederland wordt gevormd door de wijstgronden bij Uden. Daar bevinden zich onder meer de Loose en Raktse Beemden (in de volksmond ook wel De Wijstgronden genoemd), waartoe ook het St. Annabosch behoort. In dit gebied zorgt de Peelrandbreuk voor aanvoer van wijstwater tot in het maaiveld, is de sprong in het maaiveld (terreintrede) duidelijk zichtbaar en zijn de hoge percelen nat en de lagere percelen droog. Het karakteristiek oranje gekleurde oppervlaktewater en specifieke flora en fauna zijn duidelijk aanwezig. Dit gebied is door de provincie Noord-Brabant aangewezen als aardkundig monument. Een in potentie vergelijkbaar fraai wijstgebied bevindt zich langs deze zelfde breuk, maar dan zuidelijker, ter hoogte van het gebied Geneneind (gemeente Gemert-Bakel). Figuur 2 Wijst bij Uden (links) en Geneneind (rechts). 2 (5)

3 Om de kansen voor wijstherstel bij Geneneind, beheersgebied Waterschap Aa en Maas, te bestuderen, is in het kader van het genoemde IGP Bakel-Milheeze Noord specifiek onderzoek verricht naar de geohydrologische situatie ter plaatse. Daartoe zijn onder meer drie raaien met peilbuizen op verschillende diepte geplaatst, loodrecht op de breuken in de ondergrond. Op deze wijze wordt de fluctuatie in grondwaterpeilen inzichtelijk gemaakt. Gelijktijdig wordt de waterafvoer uit het gebied gemeten door stuwpeilen te monitoren. Mede op basis van deze gegevens zijn modelmatige berekeningen uitgevoerd om de herkomst en ouderdom van het grondwater (wijstwater) in dit gebied in beeld te brengen. Tevens is de ligging van een zijtak van de Peelrandbreuk, de Storing van Zeeland, door middel van een specifiek veldonderzoek in de periode in kaart gebracht (Geohydrologisch onderzoek uitgevoerd door Landslide milieu-adviesbureau, 11 januari 2008). Raaien met peilbuizen loodrecht op de Peelrandbreuk en Storing van Zeeland Om de variatie in grondwaterpeilen beter in beeld te krijgen, zijn ter plaatse van het gebied Geneneind eind 2007 door Waterschap Aa en Maas twee raaien met elk vijf meetpunten loodrecht op de meest waarschijnlijke ligging van de Peelrandbreuk geplaatst en één raai loodrecht op de herontdekte Storing van Zeeland. Rekeninghoudend met de situatie ter plaatse zijn deze meetpunten zowel voor als na de breukvlakken geplaatst. Elk meetpunt bestaat tenminste uit één en als daartoe aanleiding was (aanwezigheid van een scheidende bodemlaag) uit twee peilbuizen tot een diepte van maximaal 6,85 meter minus maaiveld (mmv). Deze peilbuizen worden sinds 10 januari 2008 twee maal per maand handmatig gemeten. Uit de tot nu toe beschikbare gegevens kan afgeleid worden dat het grondwaterpeil voor de Peelrandbreuk duidelijk hoger is dan daarna. De grondwatersprong bevindt zich nagenoeg ter plaatse van de breuk en is het directe gevolg van de voor grondwaterstroming beperkte doorlatendheid van de breuk. De meetgegevens laten verder zien dat de grondwaterpeilen voor het breukvlak (veel) minder fluctueren dan de grondwaterpeilen daarna. Dit is naar verwachting het gevolg van de constante grondwateraanvoer (wel wijst) aan de bovenstroomse zijde van de breuk en de normale seizoensinvloeden (geen wijst) zonder constante wateraanvoer ter plaatse van de benedenstroomse zijde van het breukvlak. Illustratief in dit verband zijn peilbuis 1.4 en peilbuis 1.5 uit meetraai 1 (Geneneind). Uit analyse van de peilgegevens blijkt overduidelijk dat peilbuis 1.4 zich net bovenstrooms en peilbuis 1.5 zich net benedenstrooms van de Peelrandbreuk bevindt. Figuur 3 Situering peilbuis 1.4 en peilbuis 1.5 uit meetraai 1 (Geneneind) en grafische weergave van de gemeten waterpeilen in de periode januari 2008 tot en met augustus Peelrandbreuk bij Geneneind 3 (5)

4 De genoemde watersprong varieert in de periode januari 2008 tot en met augustus 2009 van 0,95 meter (maart 2008) tot 1,92 meter (oktober 2008) meter en treedt nagenoeg abrupt op. Ook het genoemde verschil in grondwaterpeilfluctuaties voor en na de breuk is duidelijk zichtbaar. Gedurende de meetperiode varieert het grondwaterpeil in wijstpeilbuis 1.4 slechts 0,33 meter. In peilbuis 1.5, net na de Peelrandbreuk varieert het grondwaterpeil 1,05 meter. De meetperiode is nog te kort om afzonderlijke jaren onderling te kunnen vergelijken. Zodra hiervoor wel voldoende gegevens beschikbaar zijn, zal deze analyse alsnog plaatsvinden. Modelmatige berekeningen herkomst en ouderdom Hydrologisch beschouwd, is het toestromende wijstwater bij de Peelrandbreuk een verzameling van diverse afzonderlijke waterstromen met elk een eigen reistijd (ouderdom) en samenstelling. De reistijd, uitgedrukt in jaren, is de tijd die een regendruppel nodig heeft om na het bereiken van de verzadigde zone (het grondwaterpeil) mee te stromen tot aan de slecht doorlatende Peelrandbreuk. Aan de hand van een omvangrijk en gekalibreerd grondwatermodel (Witteveen+Bos, 2005) zijn voor wijstgebied Geneneind gedetailleerde berekeningen gemaakt (Witteveen+Bos, 2006) om de ouderdom, de variatie in ouderdom en de herkomst van het wijstwater inzichtelijk te maken. Figuur 4 Herkomst (kaart A & B), ouderdom (kaart C) en responsecurve (kaart D) wijstwater Geneneind. Responscurve wijstgebied Geneneind aandeel (%) diep 20 ondiep reistijd (jaar) De berekeningen leveren een aantal zéér interessante en voor wijstherstel bruikbare aanknopingspunten op. Ter plaatse van wijstgebied Geneneind geldt onder meer het volgende. Circa 30% van het wijstwater is jonger dan 10 en 45% jonger dan 70 jaar en afkomstig van 15 tot 25 meter beneden het maaiveld. Meer dan de helft (55%) van het wijstwater is afkomstig van circa 25 tot 80 meter beneden het maaiveld en varieert in ouderdom van 70 tot 600 jaar. De berekende, gemiddelde totale dagelijkse wijstwaterafvoer uit het gebied (5.371 m3) wordt voor circa 33% (1.833 m3) door drainagesystemen bepaald. Welke kansen bestaan er om het wijstsysteem ter plaatse tenminste te behouden en waar mogelijk te versterken en welke rol spelen de berekeningsresultaten daarbij (Waterschap Aa en Maas, 2007)? 4 (5)

5 Kansen voor wijstherstel Geohydrologische maatregelen die ingrijpen in de waterhuishoudkundige situatie van wijstgebieden zullen in de regel een langere periode nodig hebben om effect te sorteren. Dit is het directe gevolg van het feit dat het wijstwater minimaal enkele jaren, maar veelal decennia en voor een deel zelfs eeuwen onderweg is alvorens nabij ondergrondse breuken te dagzomen. Dit geldt ook voor het gebied Geneneind. Omdat ter plaatse van dit gebied circa 30% van het wijstwater jonger dan 10 jaar is en een relatief ondiepe herkomst kent, liggen maatregelen als het verwijderen of aanpassen van bestaande drainagesystemen voor de hand. Ook kunnen kleine aanpassingen aan het waterlopenstelsel plaatsvinden om het gebiedseigen water langer vast te houden. Dit kan bijvoorbeeld door een gerichter peilbeheer van zowel oppervlaktewater als grondwater. In dit kader kan ook gedacht worden aan het (vrijwillig) beëindigen van grondwateronttrekkingen ten behoeve van beregening en het plaatselijk herstellen van breuken, die als gevolg van destructieve grondbewerking in de bovenste meter van de bodem vaak weggeploegd zijn. Wanneer tevens herstelmaatregelen geformuleerd worden voor het behoud van voldoende hemelwaterinfiltratie in de brongebieden van de wijstgebieden, dan kan de voor wijst zo noodzakelijke grondwateraanvoer ook op de lange(re) termijn worden gewaarborgd. Deze herstelmaatregelen grijpen naar verwachting in op het vlak van de ruimtelijke ordening. Het credo voor wijstherstel zou als volgt kunnen luiden men moet op korte termijn gericht herstelmaatregelen opstarten daar waar zich kansen voordoen en tegelijkertijd een begin maken met het formuleren van maatregelen voor de lange termijn. Dit is wenselijk om het in vele opzichten, tot op europees niveau, unieke karakter van wijstgebieden (zoals bijvoorbeeld ter plaatse van Geneneind) ten minste te behouden, maar waar mogelijk met specifieke geohydrologische maatregelen te versterken. Voor het tot stand komen van dit artikel is onder meer gebruik gemaakt van een scala aan meerjarige peilgegevens. De auteurs willen de heren J. Stoop, J. van Lieshout en A. Boom van Waterschap Aa en Maas hiervoor bedanken! 5 (5)